[实用新型]正交双偏振光无创血糖测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物医学测量技术领域，尤其涉及一种测量人体血糖浓度的装置。

背景技术

目前，还没有根治糖尿病的有效治疗手段，主要是通过频繁的检测和胰岛素注射来对血糖浓度进行严格控制，以减少或减轻由糖尿病导致的长期并发症。对于1型糖尿病患者，要有效的控制血糖，每天应做6次以上的血糖检测。目前的血糖检测方法主要有生化血糖检测方法、微创血糖检测方法和无创血糖检测方法。生化血糖检测方法和微创血糖检测方法需取血液或组织液进行测量，会造成疼痛且有感染的危险，这就限制了测定血糖的频率，使大多数糖尿病患者不能实现所希望的血糖检测。

无创血糖检测技术就是在这一背景下发展起来的，由于其巨大的市场前景，近年来，这项技术正成为国际上热门的研究课题，无创血糖检测方法中主要是采用近外光谱预测血糖值。

因为血液的光谱是多种成分的加和，葡萄糖仅占很小的一部分，光谱常受噪声、体内组织的其它成分的光谱叠加和基线变化的影响，这就需要复杂的光谱学计算程序。Heise采用偏最小二乘法PSL，以单人数据为基础的计算模型，所得血糖值均方预测误差的平均值为2.5mmol/dL(45mg/dL)，以多人数据为基础的计算模型，所得血糖值均方预测误差的平均值为3.1mmol/dL(55mg/dL)；Arnold采用PSL模型与Fourier滤波数据预处理的方法相结合，所得血糖值均方预测标准误差的平均值为2.6mmol/dL(46mg/dL)，从以上结果可以看出，近红外光谱预测血糖值的误差大，不适合用于正常或低血糖的人群(正常人的血糖值为110mg/dL/±25mg/dL)。

Ruchti等在美国专利(专利号6990364)、Pezzaniti等在美国专利(专利号5788632)、Mills等在美国专利(申请号20040162493)提出利用近红外光谱估算人体血糖浓度的方法。近红外光谱(NIR)用于血糖的无创检测，存在以下问题：(1)血糖的浓度很低，其吸收光谱信号更易受其他生物组织成分(水、脂肪、蛋白质等)的广吸收干扰和光谱叠加的影响；(2)光散射的影响很大；(3)光谱学计算程序复杂。由于以上的原因，至今近红外光谱(NIR)测量方法和计算模型还不能在临床上应用。

旋光无创血糖检测是一种利用光学旋光原理检测血糖的方法，具有原理清晰、光路简单、光学元器件易于小型化、计算简单、操作简便等优点。光学旋光检测血糖浓度的基本原理是：当一束线偏振光通过某些物质时，其透射光也是线偏振光，而且偏振方向与原入射光的偏振方向有一个夹角，这是物质的旋光特性。葡萄糖具有稳定的旋光特性，而在特定波长下，人体组织中其它成份的旋光性与血糖相比不在一个数量级，因此通过测量透射光的偏转角，可以得出人体血糖浓度。

国外的旋光法的研究大多采用外差法，而外差法对相位变化极其敏感，漂移大，需频繁校准，其准确度、重复性还未达到血糖浓度的水平。

中国专利(申请号200510020410.3)“无创激光血糖检测仪”提出了一种从指尖部位进行血糖测量的装置，采用单偏振光直接检测血糖浓度，该种测量方式属直接检测方式，检测系统简单，但它只响应入射光辐射的功率，仅适宜于强光信号的检测，而在采用偏振光测量血糖浓度系统中，检测光通过起偏器、透过人体组织，再通过偏振方向与起偏器偏振方向垂直的检偏器后，其强度是极其微弱的。直接检测方式的灵敏度与外差检测方式相比差7-8个数量级(见文献赵远 张宇 光电信号检测原理与技术136页、142页，机械工业出版社2005)，因此其测量灵敏度有待进一步提高。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，利用偏振光的特性，综合“直接探测法”和“外差法”的优点，本实用新型提出了一种正交双偏振光无创血糖测量装置，这样既可大大减小相位变化的影响，减少漂移，提高测量的灵敏度，又可使操作简便，不需频繁校准。